随笔-341  评论-2670  文章-0  trackbacks-0
    C++的反射一直是一个很多人都在做的事情。不过今天我终于有了一个简单的想法,当然只对VC++编译出来的程序有效。首先看下面的一个单元测试:

    如果我们有下面的代码:
1     class A{};
2     class B:public A{};
3     class C:public A{};
4     class D:public B, public C{};
5     class E:virtual public A{};
6     class F:virtual public A{};
7     class G:public E, public F{};
    那么下面的事情一定会发生:
1     D d;
2     A& da1=static_cast<B&>(d);
3     A& da2=static_cast<C&>(d);
4     TEST_ASSERT(&da1!=&da2);
5     
6     G g;
7     A& ga1=static_cast<E&>(g);
8     A& ga2=static_cast<F&>(g);
9     TEST_ASSERT(&ga1==&ga2);

    对于这种virtual继承的事情,到这里还是很容易理解的。那现在我们来更进一步:
 1     class Base
 2     {
 3     public:
 4         size_t size;
 5 
 6         Base()
 7             :size(0)
 8         {
 9         }
10     };
11 
12     template<typename T>
13     class Derived : public virtual Base
14     {
15     public:
16         Derived()
17         {
18             if(size<sizeof(T)) size=sizeof(T);
19         }
20     };
21 
22     class H : public Derived<H>{};
23     class I : public H, public Derived<I>{};
24     class J : public I, public Derived<J>{};

    首先,H、I和J都各自拥有自己的唯一的一个Base。J虽然继承了Derived<H>、Derived<I>和Derived<J>,但是始终只拥有一个Base。因为Base是virtual继承的。

    其次,sizeof(Derived<T>)>sizeof(Base)始终是成立的,因为Base的virtual继承导致了Derived<T>里面至少要保存一个指向Base(或者可以用来找到Base)的指针。这个条件很重要,因为这导致了sizeof(J)>sizeof(I)这个条件是恒成立的。

    好了,那么来看J。由于C++并没有规定多重继承的时候,几个父类的构造函数的顺序是什么,所以我们需要sizeof(J)>sizeof(I)这个条件。为什么呢?看Derived类的构造函数——它之让sizeof(T)更大的数据覆盖Base里面的数据。

    所以我们就可以确定下面的事情:
1     const H& h=H();
2     const H& i=I();
3     const H& j=J();
4     TEST_ASSERT(h.size<i.size);
5     TEST_ASSERT(i.size<j.size);
6     TEST_ASSERT(h.size==sizeof(H));
7     TEST_ASSERT(i.size==sizeof(I));
8     TEST_ASSERT(j.size==sizeof(J));

    无论J的三个Derived<T>的构造函数谁先执行,最后能够留下来的Base里面的数据肯定是Derived<J>里面的数据。讲到这里应该很清楚了。如果读者还没想到这跟反射有什么关系的话,那么请想一下,如果Base除了size以外,还有一个ITypeDescriptor** typeDescriptor;成员。然后Derived改成这样:
 1 template<typename T>
 2 class Derived : 
 3 {
 4 public:
 5     static ITypeDescriptor* type;
 6 
 7     Derived()
 8     {
 9         if(){size=sizeof(T); typeDescriptor=&type;}
10     }
11 };

    那么不管你的J拿到手里的类型是什么,哪怕是const H& j,那么j.typeDescriptor肯定就是&Derived<J>::type;

    到这里还没有跟VC++有关系的东西。假设ITypeDescriptor是一个足够代表反射功能的高级接口的话,那么我们要怎么实现它呢?我们自己来按照字符串去调用各种函数什么的去实现它肯定麻烦到死了。但是如果大家还记的我前面的这篇博客文章的话,那么大家肯定想到了,我们可以写一个程序来替我们读pdb生成ITypeDescriptor的代码,还有把具体的对象赋值进Derived<T>::type里面去的一个初始化函数!啊哈哈哈!当然pdb只能是从Visual C++编译出来的,就算不是,也至少只能是Windows上面的。不过对GacUI来说并无所谓。因为我只要把GacUI在VisualStudio里面编译生成反射的代码,这个生成之后的代码我还是能放到其他地方编译的。到时候我只要连同这段代码一并发布就好了。

    当然,这个程序不仅仅可以帮我实现ITypeDescriptor,还可以帮我实现C语言和C++语言的dll接口的实现,因为dll里面肯定不能暴露模板的。下面就仅需要我去把它做出来就可以了。至此,我们让一个类支持反射的代价很低——只要让他继承自Derived<自己>就好了。
posted on 2012-01-11 03:39 陈梓瀚(vczh) 阅读(8404) 评论(7)  编辑 收藏 引用 所属分类: C++GacUI

评论:
# re: C++反射实现方法设想(GacUI) 2012-01-11 03:42 | ArthasLee
发现文章内容是亮点,title的Gac更加是亮瞎我~  回复  更多评论
  
# re: C++反射实现方法设想(GacUI) 2012-01-11 22:11 | 7531
关键是元数据的问题,C++缺少从代码中提取出元数据(类型信息),有了类型信息,就可以实现通用的自动化方法。  回复  更多评论
  
# re: C++反射实现方法设想(GacUI) 2012-01-11 22:48 | 陈梓瀚(vczh)
@7531
pdb里面的信息足以用来生成一个不带有template声明的头文件。这里面的信息是十分足够的,你可以运行我文章里面的那个链接指向的demo,来查看我提取出来的结果。

不过,C++并不需要在运行时读取这些信息,完全可以写一个程序读pdb里面的“元数据”,为每一个函数生成一个反射的wrapper,这就足够了。  回复  更多评论
  
# re: C++反射实现方法设想(GacUI) 2012-01-12 08:00 | Scan
老大,这事就等你拉!
我之前考虑过根据ctags的输出信息来对每个类生成一个描述类型,以支持反射,但是ctags的输出又乱又杂...就觉得扫描c++源码,生成描述类型的任务,得懂编译原理才行。
原来即使是你,扫描c++源码生成类型信息,也是件比较麻烦的事?  回复  更多评论
  
# re: C++反射实现方法设想(GacUI) 2012-01-12 08:26 | 陈梓瀚(vczh)
@Scan
你说非要动真格扫描的话,麻烦虽然麻烦,但还是能做的。只是放在这种“为了反射生成代码”的事情上面,这个就太划不来了啊,明明有了pdb,何苦自己算一遍呢。

当然另一个原因是,我已经熟悉了模板元编程了,所以我的代码里面免不了有复杂的模板推导,实现这个的确是困难的。  回复  更多评论
  
# re: C++反射实现方法设想(GacUI) 2012-01-13 18:26 | ooseven
c++下还没有优秀的,小型的类wpf gui框架,就等你了!  回复  更多评论
  
# re: C++反射实现方法设想(GacUI) 2014-07-20 05:54 | qicosmos
其实我还想到了一种可行的方法,通过tuple把类的元信息返回出去,返回出去之后就可以通过变参来做自己想做的事情了。  回复  更多评论
  

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